(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能部材接合部を有し、所定機能を発揮させる機能部材と、前記機能部材接合部と接合するケース接合部を有するケースとを備え、前記機能部材接合部と前記ケース接合部とを圧入で嵌合させる圧入部と共に、前記機能部材接合部の溶接面である機能部材側溶接面と、前記ケース接合部の溶接面であるケース側溶接面との間で溶接される溶接部により、前記機能部材と前記ケースとが接合する溶接構造において、
前記機能部材接合部と前記ケース接合部とが配列された方向を第１方向とし、前記第１方向と直交する方向を第２方向とすると、
前記溶接部が、前記第２方向に対し、前記圧入部を挟んだ両側に少なくとも設けられていること、
溶接前の状態では、所定距離で離間する隙間が、前記機能部材側溶接面と前記ケース側溶接面との間に形成されていることを特徴とする溶接構造。
【請求項２】
請求項１に記載する溶接構造において、
前記隙間の前記所定距離は、０．４ｍｍ以上、かつ溶接時に前記溶接部の溶接ビードを形成するのに用いる溶接ワイヤの太さに相当する大きさ以下であることを特徴とする溶接構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する溶接構造において、
前記機能部材接合部と前記ケース接合部とが、いずれも前記第１方向を径方向とする環状に形成され、
前記隙間は、前記第２方向に沿う軸を中心とする周方向全周にわたって形成されていることを特徴とする溶接構造。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載する溶接構造において、
前記隙間は、前記機能部材に対し、前記圧入部で前記ケース接合部と嵌合する機能部材側嵌合面と、前記機能部材側溶接面との間に段差を設けて形成されていることを特徴とする溶接構造。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載する溶接構造において、
前記機能部材接合部と前記ケース接合部とは、前記圧入部を挟む前記第２方向両側にそれぞれ前記隙間を有して接続され、
前記溶接部は、前記圧入部との間に空洞部を設けた状態で、前記隙間を溶接することにより形成されていることを特徴とする溶接構造。
【請求項６】
請求項３乃至請求項５のいずれか１つに記載する溶接構造において、
前記溶接部のうち、前記第２方向一方側の第１溶接部と、前記第２方向他方側の第２溶接部とは、前記径方向に径差を有して形成されていることを特徴とする溶接構造。
【請求項７】
請求項３乃至請求項６のいずれか１つに記載する溶接構造において、
前記溶接部のうち、少なくとも片側の溶接部では、前記機能部材側溶接面と前記ケース側溶接面とが、前記第２方向に沿って水平に形成されていることを特徴とする溶接構造。
【請求項８】
請求項３乃至請求項７のいずれか１つに記載する溶接構造において、
前記溶接部のうち、少なくとも片側の溶接部では、前記機能部材側溶接面と前記ケース側溶接面とが、前記第２方向に対し、角度θ（θ＜９０°）に傾斜して形成されていることを特徴とする溶接構造。
【請求項９】
請求項３乃至請求項８のいずれか１つに記載する溶接構造において、
前記圧入部は、前記径方向に径差を有して形成されていることを特徴とする溶接構造。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載する溶接構造において、
前記機能部材は、リングギヤであり、前記ケースは、前記リングギヤと接合させるデフケースであることを特徴とする溶接構造。
【請求項１１】
機能部材接合部を有し、所定機能を発揮させる機能部材と、前記機能部材接合部と接合する前記ケース接合部を有するケースとを備え、前記機能部材接合部と前記ケース接合部とを圧入で嵌合させる圧入部と共に、前記機能部材接合部の溶接面である機能部材側溶接面と、前記ケース接合部の溶接面であるケース側溶接面との間で溶接される溶接部により、前記機能部材と前記ケースとが接合する溶接方法において、
前記機能部材接合部と前記ケース接合部とが配列された方向を第１方向とし、前記第１方向と直交する方向を第２方向とすると、
溶接前の状態では、前記第２方向に対し、前記圧入部を挟んだ少なくとも両側に、所定距離で離間する隙間を、前記機能部材側溶接面と前記ケース側溶接面との間に形成しておき、前記隙間に溶接を行って前記溶接部を形成することを特徴とする溶接方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載する溶接方法において、
前記隙間の前記所定距離は、０．４ｍｍ以上、かつ溶接時に前記溶接部の溶接ビードを形成するのに用いる溶接ワイヤの太さに相当する大きさ以下とし、
溶接時に、前記溶接ワイヤを、前記隙間に挿入し、前記機能部材側溶接面と前記ケース側溶接面とに倣わせながら、所望範囲の前記溶接ビードを形成可能な位置まで供給して、溶接を行うことを特徴とする溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、機能部品とケースとを接合する溶接構造、及び溶接方法に関するものであり、例えば、機能部品及びケースとして、自動車の差動装置（デファレンシャルギヤ）におけるリングギヤとデフケース等に代表される複数の部材を溶接で接合した溶接構造、及び溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の部材を溶接で接合した溶接構造の一例として、特許文献１に開示された溶接接合部、及び溶接接合方法に、リングギヤとデフケースとの溶接構造が記載されている。図１５は、特許文献１に開示されたデファレンシャルギヤを示す説明図である。図１６は、図１５中、Ｃ部の断面を示す拡大図である。
【０００３】
リングギヤ７０３とデフケース７０１とは、図１５及び図１６に示すように、リングギヤ７０３のギヤ小径部７１５をデフケース７０１のケース小径部７０７に嵌め合わせ、ギヤ小径部７１５及びデフケース大径部７０９において、溝７２５を挟み、径内側の側面７１９と側面７１７とを、径外側の突起７２７と突起７２９とを、それぞれ互いに突き合わせて組み付けられている。組み付け後、突き合わせ部７０５にレーザ溶接を行い、リングギヤ７０３とデフケース７０１とが接合されている。
特許文献１は、溶接時に、リングギヤ７０３のギヤ小径部７１５の側面７１９を、デフケース７０１のデフケース大径部７０９の側面７１７に向けて押圧しても、この押圧力の抗力が突起７２７及び突起７２９に作用することにより、デフケース大径部７０９側に傾くリングギヤ７０３の変形を抑えることができるとされている。
【０００４】
また、特許文献１のようなリングギヤとデフケースとの溶接構造の他の実施例として、従来の実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造を、図１７に示す。
従来の実施例では、図１７に示すように、リングギヤ８１０のギヤ側フランジ部８１５の内周面８１２ａと、デフケース８３０のケース側フランジ部８３１の当接面８２１とが、圧入代をもって嵌合している。
【０００５】
リングギヤ８１０とデフケース８３０との間には、リングギヤ８１０の軸心ＣＬ方向中央に位置する圧入部８２０と、この圧入部８２０の両側に、空洞部をそれぞれ介して、第１溶接部８５１、第２溶接部８５２とが設けられている。デフケース８３０をリングギヤ８１０の内周面８１２ａに挿入し、リングギヤ８１０とデフケース８３０とが圧入部８２０で位置決めされた状態で、リングギヤ８１０のギヤ側フランジ部８１５とデフケース８３０のケース側フランジ部８３１とが、第１溶接部８５１、第２溶接部８５２によって接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２０７８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、リングギヤとデフケースとの従来の溶接構造では、以下の問題があった。
図１８に、従来の実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造において、溶接時に、リングギヤが熱膨張で変形する様子を説明する模式図を示し、図１９に、リングギヤが凝固収縮で変形する様子を説明する模式図を示す。
従来の実施例では、圧入部８２０と同様、溶接前の第１，第２溶接部８５１，８５２において、内周面８１２ａと当接面８２１との間に隙間がない。そのため、第１溶接部８５１等が、図１８及び図１９に示すように、溶接直後にＱ方向に熱膨張し、その後の冷却でＰ方向に凝固収縮することにより、主にリングギヤ８１０が、圧入部８２０を支点に熱変形する。この変形により、図１８及び図１９中、太字矢印で示す向きの応力がリングギヤ８１０の内周面８１２ａとデフケース８３０の当接面８２１との間にかかり、内周面８１２ａと当接面８２１との間が突っ張った状態となる。その結果、第１，第２溶接部８５１，８５２の溶接ビードで残留応力が増加し、繰り返し荷重による疲労強度の低下、割れ等の不具合が第１，第２溶接部８５１，８５２に発生する虞がある。
【０００８】
また、特許文献１では、溶接時に、フィラーワイヤ７０４を溶融してリングギヤ７０３と、デフケース７０１とを接合するときに、ギヤ小径部７１５の側面７１７とケース小径部７０７の側面７１９とが隙間なく突き合わさっているため、フィラーワイヤ７０４が側面７１７と側面７１９との間に入り難い。
従来の実施例の場合でも、特許文献１と同様、リングギヤ８１０とデフケース８３０との溶接で用いる溶接ワイヤが、リングギヤ８１０のギヤ側フランジ部８１５の内周面８１２ａと、デフケース８３０のケース側フランジ部８３１の当接面８２１との間に入り難い。
【０００９】
溶接時に、溶接ワイヤが、内周面８１２ａと当接面８２１との間を、圧入部８２０に近い奥側まで入らないと、溶融した溶接ワイヤの成分が圧入部８２０手前まで十分に入り込めないまま、主に第１，第２溶接部８５１，８５２の溶接ワイヤの挿入側で、溶融状態のビードが硬化してしまい、第１，第２溶接部８５１，８５２の品質低下を招く虞がある。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、溶接強度および溶接品質の向上を図ることができる溶接構造、及び溶接方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の問題点を解決するために、本発明の溶接構造、及び溶接方法は、次の構成を有している。
（１）機能部材接合部を有し、所定機能を発揮させる機能部材と、機能部材接合部と接合するケース接合部を有するケースとを備え、機能部材接合部とケース接合部とを圧入で嵌合させる圧入部と共に、機能部材接合部の溶接面である機能部材側溶接面と、ケース接合部の溶接面であるケース側溶接面との間で溶接される溶接部により、機能部材とケースとが接合する溶接構造において、機能部材接合部とケース接合部とが配列された方向を第１方向とし、第１方向と直交する方向を第２方向とすると、溶接部が、第２方向に対し、圧入部を挟んだ両側に少なくとも設けられていること、溶接前の状態では、所定距離で離間する隙間が、機能部材側溶接面とケース側溶接面との間に形成されていることを特徴とする。
（２）（１）に記載する溶接構造において、隙間の所定距離は、０．４ｍｍ以上、かつ溶接時に溶接部の溶接ビードを形成するのに用いる溶接ワイヤの太さに相当する大きさ以下であることを特徴とする。
（３）（１）または（２）に記載する溶接構造において、機能部材接合部とケース接合部とが、いずれも第１方向を径方向とする環状に形成され、隙間は、第２方向に沿う軸を中心とする周方向全周にわたって形成されていることを特徴とする。
【００１２】
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載する溶接構造において、隙間は、機能部材に対し、圧入部でケース接合部と嵌合する機能部材側嵌合面と、機能部材側溶接面との間に段差を設けて形成されていることを特徴とする。
（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載する溶接構造において、機能部材接合部とケース接合部とは、圧入部を挟む第２方向両側にそれぞれ隙間を有して接続され、溶接部は、圧入部との間に空洞部を設けた状態で、隙間を溶接することにより形成されていることを特徴とする。
（６）（３）乃至（５）のいずれか１つに記載する溶接構造において、溶接部のうち、第２方向一方側の第１溶接部と、第２方向他方側の第２溶接部とは、径方向に径差を有して形成されていることを特徴とする。
【００１３】
（７）（３）乃至（６）のいずれか１つに記載する溶接構造において、溶接部のうち、少なくとも片側の溶接部では、機能部材側溶接面とケース側溶接面とが、第２方向に沿って水平に形成されていることを特徴とする。
（８）（３）乃至（７）のいずれか１つに記載する溶接構造において、溶接部のうち、少なくとも片側の溶接部では、機能部材側溶接面とケース側溶接面とが、第２方向に対し、角度θ（θ＜９０°）に傾斜して形成されていることを特徴とする。
（９）（３）乃至（８）のいずれか１つに記載する溶接構造において、圧入部は、径方向に径差を有して形成されていることを特徴とする。
（１０）（１）乃至（９）のいずれか１つに記載する溶接構造において、機能部材は、リングギヤであり、ケースは、リングギヤと接合させるデフケースであることを特徴とする。
【００１４】
（１１）機能部材接合部を有し、所定機能を発揮させる機能部材と、機能部材接合部と接合するケース接合部を有するケースとを備え、機能部材接合部とケース接合部とを圧入で嵌合させる圧入部と共に、機能部材接合部の溶接面である機能部材側溶接面と、ケース接合部の溶接面であるケース側溶接面との間で溶接される溶接部により、機能部材とケースとが接合する溶接方法において、機能部材接合部とケース接合部とが配列された方向を第１方向とし、第１方向と直交する方向を第２方向とすると、溶接前の状態では、第２方向に対し、圧入部を挟んだ少なくとも両側に、所定距離で離間する隙間を、機能部材側溶接面とケース側溶接面との間に形成しておき、隙間に溶接を行って溶接部を形成することを特徴とする。
（１２）（１１）に記載する溶接方法において、隙間の所定距離は、０．４ｍｍ以上、かつ溶接時に溶接部の溶接ビードを形成するのに用いる溶接ワイヤの太さに相当する大きさ以下とし、溶接時に、溶接ワイヤを、隙間に挿入し、機能部材側溶接面とケース側溶接面とに倣わせながら、所望範囲の溶接ビードを形成可能な位置まで供給して、溶接を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成を有する本発明の本発明の溶接構造、及び溶接方法の作用・効果について説明する。
本発明の溶接構造では、
（１）機能部材接合部を有し、所定機能を発揮させる機能部材と、機能部材接合部と接合するケース接合部を有するケースとを備え、機能部材接合部とケース接合部とを圧入で嵌合させる圧入部と共に、機能部材接合部の溶接面である機能部材側溶接面と、ケース接合部の溶接面であるケース側溶接面との間で溶接される溶接部により、機能部材とケースとが接合する溶接構造において、機能部材接合部とケース接合部とが配列された方向を第１方向とし、第１方向と直交する方向を第２方向とすると、溶接部が、第２方向に対し、圧入部を挟んだ両側に少なくとも設けられていること、溶接前の状態では、所定距離で離間する隙間が、機能部材側溶接面とケース側溶接面との間に形成されているので、例えば、機能部材がリングギヤであり、ケースがデフケースである場合等では、溶接部の溶接ビードで残留応力を低減することができ、実動時にリングギヤに荷重が繰り返し作用することによる疲労強度の低下、割れ等の不具合の発生が抑制できるようになる。
【００１６】
すなわち、例示したリングギヤとデフケースとを溶接で接合するとき、従来技術と同様、本発明の溶接構造でも、溶接部の溶接ビードが、溶接直後に溶融状態で熱膨張した後、その後の冷却で凝固収縮して、主にリングギヤが熱変形する。このとき、リングギヤの溶接面（機能部材側溶接面）とデフケースの溶接面（ケース側溶接面）との間には隙間が形成されているため、リングギヤがたとえ熱変形しても、熱変形の大きさが隙間より小さければ、隙間がリングギヤの熱変形を吸収することができる。
その一方で、機能部材側溶接面とケース側溶接面との間に隙間が形成されていることで、溶接時に、溶接ビードに対する流動の自由度が大きくなり、溶融状態の溶接ビードがこの隙間を流動して凝固収縮したときに、リングギヤ及びデフケースから溶接ビードに受ける応力が小さく抑えられ、溶接ビードの残留応力を低減することができる。従って、この残留応力に起因して、溶接部で、繰り返し荷重による疲労強度の低下、割れ等の不具合の発生を抑制し、溶接部の溶接強度を向上させることができる。
【００１７】
また、上述したリングギヤの熱変形についても、溶接部は、第２方向に対し、圧入部を挟んだ両側に設けられ、圧入部の両側に隙間が形成されている。そのため、第２方向一方側の溶接部を形成するときと、第２方向他方側の溶接部を形成するときでは、熱膨張する向きが互いに反対になると共に、凝固収縮する向きも互いに反対となり、溶接後のリングギヤの熱変形（倒れ）を、圧入部両側の隙間で相殺することができる。よって、圧入部両側の溶接部を形成した後のリングギヤの歪みが、より小さく低減できる。
【００１８】
また、機能部材側溶接面とケース側溶接面との間に隙間が形成されているため、溶接時に、溶接ワイヤが、機能部材側溶接面とケース側溶接面との間を、溶接ビードを形成する所望位置まで奥側に容易に挿入できるようになる。これにより、溶融状態の溶接ビードが、所望とする溶接部の範囲に相当する位置まで、より確実に到達して硬化するようになり、溶接部における溶接品質を向上させることができる。
【００１９】
従って、本発明の溶接構造によれば、機能部材の機能部材接合部とケースのケース接合部との溶接部に対し、溶接強度および溶接品質の向上を図ることができる、という優れた効果を奏する。
【００２０】
（２）隙間の所定距離は、０．４ｍｍ以上、かつ溶接時に溶接部の溶接ビードを形成するのに用いる溶接ワイヤの太さに相当する大きさ以下であるので、先に例示したリングギヤとデフケースとを溶接で接合する場合等では、溶接時、第２方向一方側の溶接部を形成するときには、リングギヤは、第１方向に対し、圧入部を中心に第２方向他方側に倒れ、第２方向他方側では、機能部材側溶接面とケース側溶接面との間にある隙間の距離が小さくなる。同様に、第２方向他方側の溶接部を形成するときには、リングギヤは、圧入部を中心に第２方向一方側に倒れ、第２方向一方側では、機能部材側溶接面とケース側溶接面との隙間の距離が小さくなる。
このように、溶接時にリングギヤが倒れることにより、機能部材側溶接面とケース側溶接面との隙間の距離が小さくなったときに、隙間の距離を０．４ｍｍ以上とすることで、リングギヤがデフケースに拘束されず、リングギヤとデフケースとが突っ張った状態になることを阻止することができる。
【００２１】
その一方、機能部材側溶接面とケース側溶接面との間隔をむやみに大きくすると、溝が機能部材側溶接面またはケース側溶接面に凹設されている場合に、溶接中に、隙間に挿入された溶接ワイヤの先端部が溝に入ってしまうこともあり、溶接ビードを形成する所望範囲の位置まで、溶接ワイヤを適切に挿入できないことが生じ得る。
そのため、隙間の距離が溶接ワイヤの太さに相当する大きさ以下とすることで、上記の溝が存在する場合でも、隙間に挿入された溶接ワイヤの先端部が、溝に入ることなく、機能部材側溶接面とケース側溶接面に倣って、溶接ビードを形成する所望範囲の位置まで供給できるようになる。
よって、溶接ビードを形成する所望位置まで供給された溶接ワイヤにより、リングギヤとデフケースとの間で溶接ビードがより確実に形成され、リングギヤとデフケースとが適切な状態で溶接されて接合できる。
【００２２】
（３）機能部材接合部とケース接合部とが、いずれも第１方向を径方向とする環状に形成され、隙間は、第２方向に沿う軸を中心とする周方向全周にわたって形成されているので、環状の機能部材側溶接面と環状のケース側溶接面との間で溶接部を形成するとき、溶接ワイヤが、隙間を、その周方向全周にわたって挿入できるようになる。これにより、機能部材の機能部材接合部とケースのケース接合部とが、溶接部全周にわたり、第２方向に対し、所望とする溶接深さを確保した状態で、高品質に接合することができる。
【００２３】
（４）隙間は、機能部材に対し、圧入部でケース接合部と嵌合する機能部材側嵌合面と、機能部材側溶接面との間に段差を設けて形成されているので、先に例示したリングギヤ（機能部材）とデフケース（ケース）とを溶接で接合する場合等では、溶接時に、第２方向両側に溶接部を形成するとき、前述したように、リングギヤが、熱変形により、第１方向に対し、圧入部を中心に左右に倒れる。このとき、圧入部において、リングギヤの機能部材側嵌合面がデフケースのケース接合部の嵌合面に圧入されているため、圧入部が、熱変形するリングギヤの支点となる。そのため、第２方向一方側の溶接部を形成し、第２方向他方側の溶接部を形成しても、リングギヤにおいて、溶接後の熱変形が、支点である圧入部を境に、互いにキャンセルした状態にすることが容易にできるようになる。
【００２４】
また、先に例示したリングギヤとデフケースとを接合する場合等では、リングギヤに、例えば、浸炭焼入れ等の熱処理を行った後、リングギヤとデフケースとの接合前に、デフケースのケース接合部と対向するリングギヤの機能部材接合部における端面の浸炭層を、機械加工により除去して、機能部材接合部とケース接合部とを溶接する場合がある。このような場合、機能部材において、機能部材側嵌合面と機能部材側溶接面との間に段差を設けて隙間を形成すれば、機能部材側溶接面及び機能部材側嵌合面を形成するために行う浸炭層の除去と、隙間の形成とが、同じ機械加工の工程で一緒に行えて、製造コストを低減することができる。
【００２５】
（５）機能部材接合部とケース接合部とは、圧入部を挟む第２方向両側にそれぞれ隙間を有して接続され、溶接部は、圧入部との間に空洞部を設けた状態で、隙間を溶接することにより形成されているので、溶接後、溶接部の溶接ビードが、温度変化と共に流動し冷めて硬化するまで、空洞部が、溶融状態の溶接ビードの流動を吸収することができ、結果的に、溶接部に残留応力が生じるのを防止することができる。
また、特にレーザ溶接により溶接部を形成する場合、溶接直後では、溶接部の溶接ビード内にガスが含有するため、このガスを、空洞部に放出することができる。これにより、溶接部では、ヒケ、ブローホール、割れ等の溶接欠陥の発生を抑制することができる。
【００２６】
（６）溶接部のうち、第２方向一方側の第１溶接部と、第２方向他方側の第２溶接部とは、径方向に径差を有して形成されているので、例えば、仮に第１溶接部と第２溶接部が破断した場合であっても、それぞれ径方向に径差がある機能部材接合部とケース接合部とが、第２方向に引っ掛かって外れないため、ケースから機能部材の抜けが防止できる。
【００２７】
（７）溶接部のうち、少なくとも片側の溶接部では、機能部材側溶接面とケース側溶接面とが、第２方向に沿って水平に形成されているので、先に例示したリングギヤとデフケースとを接合する場合等では、リングギヤのギヤ部とその相手方ギヤとの噛合い時に、少なくとも片側の溶接部において、リングギヤの軸が反る方向への曲げ応力を小さく抑制することができる。
【００２８】
（８）溶接部のうち、少なくとも片側の溶接部では、機能部材側溶接面とケース側溶接面とが、第２方向に対し、角度θ（θ＜９０°）に傾斜して形成されているので、先に例示したリングギヤとデフケースとを接合する場合等では、リングギヤのギヤ部とその相手方ギヤとの噛合い時に、少なくとも片側の溶接部において、リングギヤの軸が反る方向への曲げ応力を小さくしつつ、リングギヤがデフケースに対し、第１方向(径方向）の径内側に安定して固定することができる。
【００２９】
特に上記角度がθ＝４５°の場合には、ギヤ部におけるピッチ円径上付近の噛合い位置で、リングギヤと相手方ギヤとの噛合いによる外力が、ギヤ部の軸方向に作用したとき、溶接部には、この外力における軸方向の成分と、径方向径内側の成分とが、同じ大きさになる。そのため、リングギヤが、ケースに対して最も安定した状態で固定され、溶接部に無理な応力もかからない。
【００３０】
（９）圧入部は、径方向に径差を有して形成されているので、溶接後、機能部材（例示するリングギヤ）が、熱変形により、第２方向に対し、圧入部を中心に左右に倒れるのを抑制することができる。
【００３１】
（１０）機能部材は、リングギヤであり、ケースは、リングギヤと接合させるデフケースであるので、リングギヤとデフケースとの溶接部において、溶接強度と溶接品質とが高い差動装置（デファレンシャルギヤ）を提供することができる。
【００３２】
また、本発明の溶接方法では、
（１１）機能部材接合部を有し、所定機能を発揮させる機能部材と、機能部材接合部と接合するケース接合部を有するケースとを備え、機能部材接合部とケース接合部とを圧入で嵌合させる圧入部と共に、機能部材接合部の溶接面である機能部材側溶接面と、ケース接合部の溶接面であるケース側溶接面との間で溶接される溶接部により、機能部材とケースとが接合する溶接方法において、機能部材接合部とケース接合部とが配列された方向を第１方向とし、第１方向と直交する方向を第２方向とすると、溶接前の状態では、第２方向に対し、圧入部を挟んだ少なくとも両側に、所定距離で離間する隙間を、機能部材側溶接面とケース側溶接面との間に形成しておき、隙間に溶接を行って溶接部を形成するので、先に例示したリングギヤ（機能部材）とデフケース（ケース）とを溶接で接合する場合等では、溶接時に、リングギヤが主に熱変形し、溶接部の溶接ビードが、溶接直後に溶融状態で熱膨張した後、その後の冷却で凝固収縮する。このとき、リングギヤの溶接面（機能部材側溶接面）とデフケースの溶接面（ケース側溶接面）との間には隙間が形成されているため、リングギヤがたとえ熱変形しても、熱変形の大きさが隙間より小さければ、隙間がリングギヤの熱変形を吸収することができる。
【００３３】
その一方で、機能部材側溶接面とケース側溶接面との間に隙間が形成されていることで、溶接時に、溶接ビードに対する流動の自由度が大きくなり、溶融状態の溶接ビードがこの隙間を流動して凝固収縮したときに、リングギヤ及びデフケースから溶接ビードに受ける応力が小さく抑えられ、溶接ビードの残留応力を低減することができる。従って、この残留応力に起因して、溶接部で、繰り返し荷重による疲労強度の低下、割れ等の不具合の発生を抑制し、溶接部の溶接強度を向上させることができる。
【００３４】
また、上述したリングギヤの熱変形についても、溶接部は、第２方向に対し、圧入部を挟んだ両側に設けられ、圧入部の両側に隙間が形成されている。そのため、第２方向一方側の溶接部を形成するときと、第２方向他方側の溶接部を形成するときでは、熱膨張する向きが互いに反対になると共に、凝固収縮する向きも互いに反対となり、溶接後のリングギヤの熱変形（倒れ）を、圧入部両側の隙間で相殺することができる。よって、圧入部両側の溶接部を形成した後のリングギヤの歪みが、より小さく低減できる。
【００３５】
また、機能部材側溶接面とケース側溶接面との間に隙間が形成されているため、溶接時に、溶接ワイヤが、機能部材側溶接面とケース側溶接面との間を、溶接ビードを形成する所望位置まで奥側に容易に挿入できるようになる。これにより、溶融状態の溶接ビードが、所望とする溶接部の形成範囲に相当する位置まで、より確実に到達して硬化するようになり、溶接部における溶接品質を向上させることができる。
【００３６】
従って、本発明の溶接方法によれば、機能部材の機能部材接合部とケースのケース接合部との溶接部に対し、溶接強度および溶接品質の向上を図ることができる、という優れた効果を奏する。
【００３７】
（１２）隙間の所定距離は、０．４ｍｍ以上、かつ溶接時に溶接部の溶接ビードを形成するのに用いる溶接ワイヤの太さに相当する大きさ以下とし、溶接時に、溶接ワイヤを、隙間に挿入し、機能部材側溶接面とケース側溶接面とに倣わせながら、所望範囲の溶接ビードを形成可能な位置まで供給して、溶接を行うので、先に例示したリングギヤとデフケースとを溶接で接合する場合等では、隙間の距離を０．４ｍｍ以上とすることで、リングギヤがデフケースに拘束されず、リングギヤとデフケースとが突っ張った状態になることを阻止することができる。
その一方、隙間の距離を溶接ワイヤの太さに相当する大きさ以下にすることで、溝が機能部材側溶接面またはケース側溶接面に凹設されている場合でも、隙間に挿入された溶接ワイヤの先端部が、溝に入ることなく、機能部材側溶接面とケース側溶接面とに倣い、溶接ビードを形成する所望位置まで供給できるようになる。
よって、溶接ワイヤが、溶接ビードを形成する所望位置まで供給できるようになったことにより、リングギヤとデフケースとの間で溶接ビードがより確実に形成され、リングギヤとデフケースとが、適切な状態で溶接されて接合できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る溶接構造で構成されたデファレンシャルギヤを示す図であり、リングギヤの軸方向から見た平面図である。
【図２】図１中、Ａ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図２中、Ｂ部の拡大図であり、実施形態の第１実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造についての説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る溶接方法を説明する図であり、リングギヤとデフケースとの溶接前の状態を示す第１工程図である。
【図５】第１工程図に続き、第１溶接部を形成するときの第２工程図を示す図である。
【図６】第２工程図に続き、第２溶接部を形成するときの第３工程図を示す図である。
【図７】第３工程図に続き、リングギヤとデフケースとが溶接接合された状態を示す第４工程図である。
【図８】本発明の実施形態の第１実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造において、溶接時にリングギヤが熱膨張、及び凝固収縮で変形するときの様子を説明する模式図である。
【図９】図３と同様の図であり、第１変形例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造についての説明図である。
【図１０】図３と同様の図であり、第２変形例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造についての説明図である。
【図１１】図３と同様の図であり、第２実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造についての説明図である。
【図１２】図３と同様の図であり、第３変形例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造についての説明図である。
【図１３】図３と同様の図であり、第４変形例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造についての説明図である。
【図１４】図３と同様の図であり、第３実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造についての説明図である。
【図１５】特許文献１に開示されたデファレンシャルギヤを示す説明図である。
【図１６】図１５中、Ｃ部の断面を示す拡大図である。
【図１７】従来の実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造を説明する図であり、図３に相当する断面図である。
【図１８】従来の実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造において、溶接時にリングギヤが熱膨張で変形するときの様子を説明する模式図である。
【図１９】従来の実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造において、溶接時にリングギヤが凝固収縮で変形するときの様子を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明を具体化した形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態では、本発明の機能部材が、自動車の差動装置（デファレンシャルギヤ）に構成されるリングギヤであり、本発明のケースが、このリングギヤと接合するデフケースである。従って、実施形態では、本発明の溶接構造がリングギヤとデフケースとの溶接構造である場合について、第１実施例乃至第３実施例と、第１変形例乃至第４変形例とを挙げて説明する。
なお、本実施形態では、添付図面に図示したＣＬは、リングギヤの軸心を示すものであり、ＡＸは、この軸心ＣＬに沿う軸方向（第２方向）を、ＲＤは、軸心ＣＬを通るリングギヤの径方向（第１方向）を、ＣＲは軸心ＣＬを中心とするリングギヤの周方向を、それぞれ示す。
〔第１実施例〕
【００４０】
はじめに、本実施形態に係る溶接構造で構成されたデファレンシャルギヤの概要について説明する。
図１は、実施形態に係る溶接構造で構成されたデファレンシャルギヤを示す図であり、リングギヤの軸方向から見た平面図である。図２は、図１中、Ａ−Ａ矢視断面図である。図３は、図２中、Ｂ部の拡大図であり、本実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造についての説明図である。
【００４１】
デファレンシャルギヤ１は、図１及び図２に示すように、ギヤ接合部１１（機能部材接合部）を有するリングギヤ１０（機能部材）と、ギヤ接合部１１と接合するケース接合部３１を有するデフケース３０（ケース）とを備えている。
リングギヤ１０とデフケース３０とは、図３に示すように、ギヤ接合部１１とケース接合部３１とを圧入で嵌合させる圧入部２０と共に、ギヤ接合部１１の溶接面であるギヤ側嵌合面１３と、ケース接合部３１の溶接面であるケース側溶接面３２との間で溶接された溶接部５０（第１溶接部５１、第２溶接部５２）により、接合されている。本実施例では、溶接部５０は、軸方向ＡＸに対し、一方側（図３中、右側）に位置する第１溶接部５１と、他方側（図３中、左側）に位置する第２溶接部５２との双方である。
【００４２】
リングギヤ１０は、所定機能を発揮させる部材として、後述するギヤ部１０Ｔで図示しないピニオンギヤと噛合う歯車部材である。
デファレンシャルギヤ１では、リングギヤ１０が、その軸心ＣＬと図示しないデファレンシャルシャフトの軸心とを同芯にして、デフケース３０に組み込まれており、リングギヤ１０とデファレンシャルシャフトとの間で上記ピニオンギヤとが噛合うことにより、リングギヤ１０とデファレンシャルシャフトとの間で動力が伝達するようになっている。
【００４３】
次に、リングギヤ１０について説明する。
リングギヤ１０は、素材を切削加工した鋼材や、素材を鍛造加工した鋼材等の金属材料からなり、例えば、浸炭焼入れ等の熱処理がリングギヤ１０に施されている。リングギヤ１０は、軸心ＣＬを中心とする環状に形成され、図１及び図３に示すように、径方向ＲＤに対し、径内側にギヤ接合部１１と、径外側にギヤ部１０Ｔと、ギヤ接合部１１とギヤ部１０Ｔとを繋ぐ連結部１０Ｃとを有している。ギヤ部１０Ｔには、前述したように、上記ピニオンギヤと噛合う歯が複数形成されている。
【００４４】
リングギヤ１０のギヤ接合部１１とデフケース３０のケース接合部３１とが配列された方向を第１方向ＲＤ（径方向ＲＤ）とし、第１方向ＲＤと直交する方向を第２方向ＡＸ（軸方向ＡＸ）とすると、ギヤ接合部１１は、図３に示すように、軸心ＣＬを中心に、第１方向を径方向ＲＤとする環状に形成されている。ギヤ接合部１１は、径方向ＲＤ径内側の端面として、軸方向ＡＸ中央に位置するギヤ側嵌合面１３（機能部材側嵌合面）と、このギヤ側嵌合面１３を挟む軸方向ＡＸ両側に、ギヤ側第１溶接面１２ａ（機能部材側溶接面）及びギヤ側第２溶接面１２ｂ（機能部材側溶接面）とを有している。
【００４５】
軸方向ＡＸ一方側（図３中、右側）のギヤ側第１溶接面１２ａ、その他方側（図３中、左側）のギヤ側第２溶接面１２ｂ、及びギヤ側嵌合面１３は、軸方向ＡＸに沿って水平に形成され、ギヤ側第１溶接面１２ａ及びギヤ側第２溶接面１２ｂは、ギヤ側嵌合面１３に対し、径方向ＲＤに距離ｘ（０＜ｘ）の段差を周方向ＣＲ全周に設けている。
【００４６】
ギヤ側第１溶接面１２ａ、ギヤ側第２溶接面１２ｂ、及びギヤ側嵌合面１３は、熱処理後、デフケース３０との組付け前の状態にあるリングギヤ１０において、これらの面１２ａ，１２ｂ，１３に対応する位置に、例えば、切削加工、研削加工等の機械加工を施すことにより、熱処理で形成された浸炭層の一部または全部を除去した状態になっている。圧入部２０は、ギヤ側嵌合面１３と、後述するデフケース３０のギヤ接合部１１のケース側嵌合面３３ａとを圧入で嵌合させる部分である。
【００４７】
次に、デフケース３０について説明する。
デフケース３０は、例えば、鋳鉄等の金属材料からなり、リングギヤ１０のギヤ接合部１１と接合するケース接合部３１を有している。ケース接合部３１は、リングギヤ１０のギヤ接合部１１と同様、軸心ＣＬを中心に、第１方向を径方向ＲＤとする環状に形成されている。
【００４８】
ケース接合部３１は、図３に示すように、径方向ＲＤ径外側（図３中、上側）の端面として、軸方向ＡＸ中央に位置するケース側嵌合面３３と、このケース側嵌合面３３を挟む軸方向ＡＸ両側に、ケース側第１溶接面３２ａ（ケース側溶接面）及びケース側第２溶接面３２ｂ（ケース側溶接面）を有している。ケース側嵌合面３３、ケース側第１溶接面３２ａ、及びケース側第２溶接面３２ｂは、段差のない同じ平面状に形成されている。
本実施例では、第１空洞部２８ａ（空洞部２８）がケース側第１溶接面３２ａの一部分に凹設された第１溝２７ａ（溝２７）により、第２空洞部２８ｂ（空洞部２８）が、ケース側第２溶接面３２ｂの一部分に凹設された第２溝２７ｂ（溝２７）により、それぞれ形成されている。
【００４９】
次に、リングギヤ１０とデフケース３０との溶接構造について説明する。
リングギヤ１０とデフケース３０との溶接構造では、後述する溶接部５０（第１溶接部５１、第２溶接部５２）が、軸方向ＡＸに対し、ギヤ接合部１１とケース接合部３１との圧入部２０を挟んだ両側に設けられている。溶接部５０が形成される溶接前の状態では、所定距離ｘで離間する隙間２５，２５が、ギヤ側第１溶接面１２ａとケース側第１溶接面３２ａとの間と、ギヤ側第２溶接面１２ｂとケース側第２溶接面３２ｂとの間とに、それぞれ形成されている。
【００５０】
リングギヤ１０とデフケース３０とは、本実施形態では、レーザ溶接により溶接され、溶接時に用いる溶接ワイヤ６０（図５及び図６参照）は、例えば、ステンレス材からなり、ワイヤ径ΦＤ＝０．９（ｍｍ）等のワイヤ部材である。
リングギヤ１０とデフケース３０との溶接構造では、上記隙間２５，２５の所定距離ｘは、０．４ｍｍ以上、かつ溶接時に溶接部５０の溶接ビード５６を形成するのに用いる溶接ワイヤ６０のワイヤ径ΦＤに相当する大きさ以下であり、本実施形態では、ワイヤ径ΦＤ＝０．９（ｍｍ）の溶接ワイヤ６０が挿通可能な０．９（ｍｍ）程度となっている。また、隙間２５，２５は、軸心ＣＬを中心とする周方向ＣＲ全周にわたって形成されている。
【００５１】
本実施例では、この隙間２５，２５は、リングギヤ１０に対し、圧入部２０でケース接合部３１と嵌合するギヤ側嵌合面１３とケース側第１溶接面３２ａとの間に、及びギヤ側嵌合面１３とケース側第２溶接面３２ｂとの間に、それぞれ段差を設けて形成されている。また、第１溶接部５１において溶接前の状態では、ギヤ側第１溶接面１２ａとケース側第１溶接面３２ａとが、第２溶接部５２において溶接前の状態では、ギヤ側第２溶接面１２ｂとケース側第２溶接面３２ｂとが、それぞれ第２方向ＡＸ（軸方向ＡＸ）に沿って水平に形成されている。
【００５２】
また、ギヤ接合部１１とケース接合部３１とが、圧入部２０を挟む軸方向ＡＸ両側にそれぞれ隙間２５，２５を有して接続され、第１溶接部５１，第２溶接部５２は、圧入部２０との間に空洞部２８（第１空洞部２８ａ、第２空洞部２８ｂ）を設けた状態で、隙間２５，２５を溶接することにより形成されている。
【００５３】
次に、リングギヤ１０とデフケース３０との溶接方法について、図４乃至図７を用いて説明する。
図４は、本発明の実施形態に係る溶接方法を説明する図であり、リングギヤとデフケースとの溶接前の状態を示す第１工程図である。図５は、第１工程図に続き、第１溶接部を形成するときの第２工程図を示す図である。図６は、第２工程図に続き、第２溶接部を形成するときの第３工程図を示す図である。図７は、第３工程図に続き、リングギヤとデフケースとが溶接接合された状態を示す第４工程図である。
【００５４】
リングギヤ１０とデフケース３０のケース接合部３１とを軸方向ＡＸに相対移動させ、図４に示すように、ギヤ接合部１１のギヤ側嵌合面１３がケース接合部３１の軸方向ＡＸ中央にあるケース側嵌合面３３と嵌め合う位置まで、リングギヤ１０のギヤ接合部１１をデフケース３０のケース接合部３１に圧入する。これにより、リングギヤ１０は、デフケース３０と圧入部２０で径方向ＲＤに位置決めされた状態で接続され、軸方向ＡＸ両側には、所定距離ｘで離間する隙間２５，２５が形成される。
【００５５】
本発明の実施形態に係る溶接方法では、隙間２５，２５の距離ｘは、０．４ｍｍ以上、かつ溶接時に溶接部５０の溶接ビード５６を形成するのに用いる溶接ワイヤ６０のワイヤ径ΦＤ＝０．９（ｍｍ）に相当する大きさ以下、すなわちワイヤ径ΦＤ＝０．９（ｍｍ）の溶接ワイヤ６０が挿通可能な０．９（ｍｍ）程度とする。
また、溶接前の状態では、軸方向ＡＸ（第２方向ＡＸ）に対し、圧入部２０を挟んだ両側に、所定距離ｘで離間する隙間２５，２５を、ギヤ側第１溶接面１２ａとケース側第１溶接面３２ａとの間と、ギヤ側第２溶接面１２ｂとケース側第２溶接面３２ｂとの間とに形成しておき、隙間２５，２５に溶接を行って溶接部５０（第１溶接部５１，第２溶接部５２）を形成する。本実施例では、ギヤ接合部１１とケース接合部３１との軸方向ＡＸ一方側を先に溶接して第１溶接部５１を形成した後、その他方側を溶接して第２溶接部５２を形成する。
【００５６】
具体的には、図５に示すように、溶接ワイヤ６０を、軸方向ＡＸ一方側の隙間２５に挿入し、ギヤ側第１溶接面１２ａとケース側第１溶接面３２ａとに倣わせながら、溶接ビード５６が所定範囲ｔ（０＜ｔ）に形成可能な位置として、先端部が第１空洞部２８ａにちょうど差し掛かる位置まで溶接ワイヤ６０を供給して、レーザ溶接を行う。これにより、溶接ワイヤ６０がギヤ側第１溶接面１２ａとケース側第１溶接面３２ａとの間で溶融し、凝固した溶接ビード５６により、図６に示すように、第１溶接部５１が形成される。
【００５７】
次いで、図６に示すように、溶接ワイヤ６０を、軸方向ＡＸ他方側の隙間２５に挿入し、ギヤ側第２溶接面１２ｂとケース側第２溶接面３２ｂとに倣わせながら、溶接ビード５６が所定範囲ｔに形成可能な位置として、先端部が第２空洞部２８ｂにちょうど差し掛かる位置まで溶接ワイヤ６０を供給して、レーザ溶接を行う。これにより、溶接ワイヤ６０がギヤ側第２溶接面１２ｂとケース側第２溶接面３２ｂとの間で溶融し、凝固した溶接ビード５６により、図７に示すように、第２溶接部５２が形成される。かくして、リングギヤ１０のギヤ接合部１１とデフケース３０のケース接合部３１とが、圧入部２０で接続されると共に、溶接部５０（第１溶接部５１，第２溶接部５２）で接合して固定される。
【００５８】
次に、前述した構成を有する本実施例に係る溶接構造の作用・効果について、図８を用いて説明する。図８は、本発明の実施形態の第１実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造において、溶接時にリングギヤが熱膨張、及び凝固収縮で変形するときの様子を説明する模式図である。
【００５９】
本実施例に係る溶接構造では、ギヤ接合部１１を有し、ギヤ部１０Ｔで図示しないピニオンギヤと噛合って動力を伝達する機能を発揮させるリングギヤ１０と、ギヤ接合部１１と接合するケース接合部３１を有するデフケース３０とを備え、ギヤ接合部１１とケース接合部３１とを圧入で嵌合させる圧入部２０と共に、ギヤ接合部１１の溶接面であるギヤ側第１溶接面１２ａ，ギヤ側第２溶接面１２ｂ（ギヤ側溶接面１２）と、ケース接合部３１の溶接面であるケース側第１溶接面３２ａ，ケース側第２溶接面３２ｂ（ケース側溶接面３２）との間で溶接される第１溶接部５１，第２溶接部５２（溶接部５０）により、リングギヤ１０とデフケース３０とが接合する溶接構造において、ギヤ接合部１１とケース接合部３１とが配列された方向を第１方向ＲＤ（径方向ＲＤ）とし、第１方向ＲＤと直交する方向を第２方向ＡＸ（軸方向ＡＸ）とすると、溶接部５０が、軸方向ＡＸに対し、圧入部２０を挟んだ両側に少なくとも設けられていること、溶接前の状態では、所定距離ｘで離間する隙間２５，２５が、ギヤ側第１溶接面１２ａとケース側第１溶接面３２ａとの間、及びギヤ側第２溶接面１２ｂとケース側第２溶接面３２ｂとの間に形成されているので、本実施例のように、機能部材がリングギヤ１０であり、ケースがデフケース３０である場合では、溶接部５０の溶接ビード５６で残留応力を低減することができ、実動時にリングギヤ１０に荷重が繰り返し作用することによる疲労強度の低下、割れ等の不具合の発生が抑制できるようになる。
【００６０】
すなわち、本実施例のように、リングギヤ１０とデフケース３０とを溶接で接合するとき、従来技術と同様、本発明の溶接構造でも、第１溶接部５１（溶接部５０）の溶接ビード５６が、図８に示すように、溶接直後に溶融状態で第１変形方向Ｐに熱膨張した後、その後の冷却で第２変形方向Ｑに凝固収縮する。また、第２溶接部５２（溶接部５０）の溶接ビード５６については、溶接直後に溶融状態で第２変形方向Ｑに熱膨張した後、その後の冷却で第１変形方向Ｐに凝固収縮することにより、主にリングギヤ１０が熱変形する。
このとき、本実施例に係る溶接構造では、リングギヤ１０のギヤ側溶接面１２とデフケース３０のケース側溶接面３２との間には隙間２５が形成されているため、リングギヤ１０がたとえ熱変形しても、熱変形の大きさｙ（０≦ｙ）が隙間２５の離間距離ｘより小さければ、隙間２５がリングギヤ１０の熱変形を吸収することができる。
【００６１】
その一方で、ギヤ側溶接面１２とケース側溶接面３２との間に隙間２５が形成されていることで、溶接時に、溶接ビード５６に対する流動の自由度が大きくなり、溶融状態の溶接ビード５６がこの隙間２５を流動して凝固収縮したときに、リングギヤ１０のギヤ接合部１１及びデフケース３０のケース接合部３１から溶接ビード５６に受ける応力が小さく抑えられ、溶接ビード５６の残留応力を低減することができる。
従って、この残留応力に起因して、溶接部５０で、繰り返し荷重による疲労強度の低下、割れ等の不具合の発生を抑制し、溶接部５０の溶接強度を向上させることができる。
【００６２】
また、上述したリングギヤ１０の熱変形についても、溶接部５０は、軸方向ＡＸに対し、圧入部２０を挟んだ両側に設けられ、圧入部２０の両側に隙間２５，２５が形成されている。そのため、軸方向ＡＸ一方側の第１溶接部５１を形成するときと、軸方向ＡＸ他方側の第２溶接部５２を形成するときでは、前述したように、熱膨張する向きが互いに反対になると共に、凝固収縮する向きも互いに反対となり、溶接後のリングギヤ１０の熱変形（倒れ）を、圧入部２０両側の隙間で相殺することができる。よって、圧入部２０両側の第１溶接部５１，第２溶接部５２を形成した後のリングギヤ１０の歪みが、より小さく低減できる。
【００６３】
また、ギヤ側溶接面１２とケース側溶接面３２との間に隙間２５が形成されているため、溶接時に、溶接ワイヤ６０が、ギヤ側溶接面１２とケース側溶接面３２との間を、溶接ビード５６を形成する所望位置まで奥側に容易に挿入できるようになる。これにより、溶融状態の溶接ビード５６が、所望とする溶接部５０の範囲に相当する位置まで、より確実に到達して硬化するようになり、溶接部５０における溶接品質を向上させることができる。
【００６４】
従って、本実施例の溶接構造によれば、リングギヤ１０のギヤ接合部１１とデフケース３０のケース接合部３１との溶接部５０に対し、溶接強度および溶接品質の向上を図ることができる、という優れた効果を奏する。
【００６５】
また、本実施例に係る溶接構造では、隙間２５，２５の所定距離ｘは、０．４ｍｍ以上、かつ溶接時に溶接部５０の溶接ビード５６を形成するのに用いる溶接ワイヤ６０の太さ（ワイヤ径ΦＤ＝０．９（ｍｍ））に相当する大きさ以下であるので、本実施例のように、リングギヤ１０とデフケース３０とを溶接で接合する場合等では、溶接時、図８に示すように、軸方向ＡＸ一方側（図８中、右側）の第１溶接部５１を形成するときには、リングギヤ１０は、軸方向ＡＸに対し、圧入部２０を中心に軸方向ＡＸ他方側に向けた第１変形方向Ｐに倒れる。これにより、軸方向ＡＸ他方側（図８中、左側）では、ギヤ側第２溶接面１２ｂ（ギヤ側溶接面１２）とケース側第２溶接面３２ｂ（ケース側溶接面３２）との間にある隙間２５の距離ｘが、溶接前の状態に比べ小さくなる。
【００６６】
同様に、軸方向ＡＸ他方側の第２溶接部５２を形成するときには、リングギヤ１０は、圧入部２０を中心に軸方向ＡＸ一方側に向けた第２変形方向Ｑに倒れる。これにより、軸方向ＡＸ一方側では、ギヤ側第１溶接面１２ａ（ギヤ側溶接面１２）とケース側第１溶接面３２ａ（ケース側溶接面３２）との間にある隙間２５の距離ｘが、溶接前の状態に比べ小さくなる。
このように、溶接時にリングギヤ１０が圧入部２０を中心に第１変形方向Ｐまたは第２変形方向Ｑに倒れることにより、ギヤ側溶接面１２とケース側溶接面３２との隙間２５の距離ｘが小さくなったときに、隙間２５の距離を０．４ｍｍ以上とすることで、リングギヤ１０がデフケースのケース接合部３１に拘束されず、リングギヤ１０とデフケース３０とが突っ張った状態になることを阻止することができる。
【００６７】
その一方、ギヤ側溶接面１２とケース側溶接面３２との間隔をむやみに大きくすると、本実施例のように、第１溝２７ａ，第２溝２７ｂ（溝２７）がケース側第１溶接面３２ａ，ケース側第２溶接面３２ｂ（ケース側溶接面３２）に凹設されている場合に、溶接中に、隙間２５に挿入された溶接ワイヤ６０の先端部が溝２７に入ってしまうこともある。その結果、溶接ビード５６を形成する所望範囲ｔの位置まで、溶接ワイヤ６０を適切に挿入できないことが生じ得る。
【００６８】
そのため、隙間２５の距離ｘが溶接ワイヤ６０の太さ（ワイヤ径ΦＤ）に相当する大きさ以下とすることで、溝２７が隙間２５の中に存在する場合でも、隙間２５に挿入された溶接ワイヤ６０の先端部が、溝２７に入ることなく、ギヤ側溶接面１２とケース側溶接面３２に倣って、溶接ビード５６を形成する所望範囲ｔの位置まで供給できるようになる。
よって、溶接ビード５６を形成する所望位置ｔまで供給された溶接ワイヤ６０により、
リングギヤ１０のギヤ接合部１１とデフケース３０のケース接合部３１との間で溶接ビード５６がより確実に形成され、リングギヤ１０とデフケース３０とが適切な状態で溶接されて接合できる。
【００６９】
また、本実施例に係る溶接構造では、ギヤ接合部１１とケース接合部３１とが、いずれも第１方向ＲＤを径方向とする環状に形成され、隙間２５は、第２方向ＡＸ（軸方向ＡＸ）に沿う軸心ＣＬを中心とする周方向ＣＲ全周にわたって形成されているので、環状のギヤ側第１溶接面１２ａと環状のケース側第１溶接面３２ａとの間で溶接部５０を形成するとき、溶接ワイヤ６０が、隙間２５を、その周方向ＣＲ全周にわたって挿入できるようになる。これにより、リングギヤ１０のギヤ接合部１１とデフケース３０のケース接合部３１とが、溶接部５０全周にわたり、軸方向ＡＸに対し、所望とする溶接深さを確保した状態で、高品質に接合することができる。
【００７０】
また、本実施例に係る溶接構造では、隙間２５は、リングギヤ１０に対し、圧入部２０でケース接合部３１のケース側嵌合面３３と嵌合するギヤ側嵌合面１３と、ギヤ側溶接面１２との間に段差を設けて形成されているので、本実施例のように、リングギヤ１０とデフケース３０とを溶接で接合する場合等では、溶接時に、第２方向ＡＸ（軸方向ＡＸ）両側に溶接部５０（第１溶接部５１，第２溶接部５２）を形成するとき、前述したように、リングギヤ１０が、熱変形により、第１方向ＲＤ（径方向ＲＤ）に対し、圧入部２０を中心に、図８に示すように、第１変形方向Ｐや第２変形方向Ｑに左右に倒れる。このとき、圧入部２０において、リングギヤ１０のギヤ側嵌合面１３がデフケース３０のケース接合部３１のケース側嵌合面３３に圧入されているため、圧入部２０が、熱変形するリングギヤ１０の支点となる。そのため、軸方向ＡＸ一方側の第１溶接部５１を形成し、軸方向ＡＸ他方側の第２溶接部５２を形成しても、リングギヤ１０において、溶接後の熱変形が、支点である圧入部２０を境に、互いにキャンセルした状態にすることが容易にできるようになる。
【００７１】
また、本実施例のように、リングギヤ１０とデフケース３０とを溶接で接合する場合等では、リングギヤ１０に、例えば、浸炭焼入れ等の熱処理を行った後、リングギヤ１０とデフケース３０との接合前に、デフケース３０のケース接合部３１と対向するリングギヤ１０のギヤ接合部１１における端面の浸炭層を、機械加工により除去して、ギヤ接合部１１とケース接合部３１とを溶接する場合がある。
このような場合、リングギヤ１０において、ギヤ側溶接面１２とギヤ側嵌合面１３との間に段差を設けて隙間２５を形成すれば、ギヤ側溶接面１２及びギヤ側嵌合面１３を形成するために行う浸炭層の除去と、隙間２５の形成とが、同じ機械加工の工程で一緒に行えて、製造コストを低減することができる。
【００７２】
また、本実施例に係る溶接構造では、ギヤ接合部１１とケース接合部３１とは、圧入部２０を挟む軸方向ＡＸ両側にそれぞれ隙間２５，２５を有して接続され、第１溶接部５１，第２溶接部５２（溶接部５０）は、圧入部２０との間に第１空洞部２８ａ，第２空洞部２８ｂ（空洞部２８）を設けた状態で、隙間２５，２５を溶接することにより形成されているので、溶接後、溶接部５０の溶接ビード５６が、温度変化と共に流動し冷めて硬化するまで、空洞部２８が、溶融状態の溶接ビード５６の流動を吸収することができ、結果的に、溶接部５０に残留応力が生じるのを防止することができる。
また、本実施例のように、特にレーザ溶接により溶接部５０を形成する場合、溶接直後では、溶接部５０の溶接ビード５６内にガスが含有するため、このガスを、空洞部２８に放出することができる。これにより、溶接部５０では、ヒケ、ブローホール、割れ等の溶接欠陥の発生を抑制することができる。
【００７３】
また、本実施例に係る溶接構造では、溶接部５０のうち、少なくとも片側の溶接部（本実施形態では、両側の第１溶接部５１及び第２溶接部５２）では、ギヤ側第１溶接面１２ａとケース側第１溶接面３２ａとが、ギヤ側第２溶接面１２ｂとケース側第２溶接面３２ｂとが何れも、軸方向ＡＸに沿って水平に形成されているので、本実施例のように、リングギヤ１０とデフケース３０とを溶接で接合する場合等では、リングギヤ１０のギヤ部１０Ｔとその相手方のピニオンギヤ（図示せず）との噛合い時に、第１溶接部５１及び第２溶接部５２において、リングギヤ１０の軸心ＣＬが反る方向への曲げ応力を小さく抑制することができる。
【００７４】
また、本実施例に係る溶接構造では、機能部材は、リングギヤ１０であり、ケースは、リングギヤ１０と接合させるデフケース３０であるので、リングギヤ１０とデフケース３０との溶接部５０において、溶接強度と溶接品質とが高い差動装置（デファレンシャルギヤ）１を提供することができる。
【００７５】
また、本実施例に係る溶接方法では、ギヤ接合部１１を有し、ギヤ部１０Ｔで図示しないピニオンギヤと噛合って動力を伝達する機能を発揮させるリングギヤ１０と、ギヤ接合部１１と接合するケース接合部３１を有するデフケース３０とを備え、ギヤ接合部１１とケース接合部３１とを圧入で嵌合させる圧入部２０と共に、ギヤ接合部１１の溶接面であるギヤ側第１溶接面１２ａ，ギヤ側第２溶接面１２ｂ（ギヤ側溶接面１２）と、ケース接合部３１の溶接面であるケース側第１溶接面３２ａ，ケース側第２溶接面３２ｂ（ケース側溶接面３２）との間で溶接される第１溶接部５１，第２溶接部５２（溶接部５０）により、リングギヤ１０とデフケース３０とが接合する溶接方法において、ギヤ接合部１１とケース接合部３１とが配列された方向を第１方向ＲＤ（径方向ＲＤ）とし、第１方向ＲＤと直交する方向を第２方向ＡＸ（軸方向ＡＸ）とすると、溶接前の状態では、軸方向ＡＸに対し、圧入部２０を挟んだ少なくとも両側に、所定距離ｘで離間する隙間２５，２５を、ギヤ側溶接面１２とケース側溶接面３２との間に形成しておき、隙間２５，２５に溶接を行って溶接部５０を形成するので、本実施例のように、リングギヤ１０とデフケース３０とを溶接で接合する場合等では、溶接時に、リングギヤ１０が主に熱変形し、溶接部５０の溶接ビード５６が、溶接直後に溶融状態で熱膨張した後、その後の冷却で凝固収縮する。
【００７６】
このとき、リングギヤ１０のギヤ接合部１１のギヤ側溶接面１２とデフケース３０のケース接合部３１のケース側溶接面３２との間には隙間２５，２５が形成されているため、リングギヤ１０がたとえ熱変形しても、図８に示すように、熱変形の大きさｙが隙間２５の大きさｘより小さければ、隙間２５がリングギヤ１０の熱変形を吸収することができる。
その一方で、ギヤ側溶接面１２とケース側溶接面３２との間に隙間２５が形成されていることで、溶接時に、溶接ビード５６に対する流動の自由度が大きくなり、溶融状態の溶接ビード５６がこの隙間２５を流動して凝固収縮したときに、リングギヤ１０のギヤ接合部１１及びデフケース３０のケース接合部３１から溶接ビード５６に受ける応力が小さく抑えられ、溶接ビード５６の残留応力を低減することができる。
従って、この残留応力に起因して、溶接部５０で、繰り返し荷重による疲労強度の低下、割れ等の不具合の発生を抑制し、溶接部５０の溶接強度を向上させることができる。
【００７７】
また、上述したリングギヤ１０の熱変形についても、溶接部５０は、軸方向ＡＸに対し、圧入部２０を挟んだ両側に設けられ、圧入部２０の両側に隙間２５，２５が形成されている。そのため、軸方向ＡＸ一方側の第１溶接部５１を形成するときと、軸方向ＡＸ他方側の第２溶接部５２を形成するときでは、参照する図８に示すように、熱膨張する向きが互いに反対になると共に、凝固収縮する向きも互いに反対となり、溶接後のリングギヤ１０の熱変形（倒れ）を、圧入部２０両側の隙間２５，２５で相殺することができる。
よって、圧入部２０両側の第１溶接部５１，第２溶接部５２を形成した後のリングギヤ１０の歪みが、より小さく低減できる。
【００７８】
また、ギヤ側溶接面１２とケース側溶接面３２との間に隙間２５，２５が形成されているため、溶接時に、溶接ワイヤ６０が、ギヤ側溶接面１２とケース側溶接面３２との間を、溶接ビード５６を形成する所望位置ｔまで奥側に容易に挿入できるようになる。
これにより、溶融状態の溶接ビード５６が、所望とする溶接部５０の形成範囲ｔに相当する位置まで、より確実に到達して硬化するようになり、溶接部５０における溶接品質を向上させることができる。
【００７９】
従って、本実施例に係る溶接方法によれば、リングギヤ１０のギヤ接合部１１とデフケース３０のケース接合部３１との溶接部５０に対し、溶接強度および溶接品質の向上を図ることができる、という優れた効果を奏する。
【００８０】
また、本実施例に係る溶接方法では、隙間２５の所定距離ｘは、０．４ｍｍ以上、かつ溶接時に溶接部５０の溶接ビード５６を形成するのに用いる溶接ワイヤ６０の太さ（本実施形態では、ワイヤ径ΦＤ＝０．９（ｍｍ））に相当する大きさ以下とし、溶接時に、溶接ワイヤ６０を、隙間２５に挿入し、ギヤ側溶接面１２とケース側溶接面３２とに倣わせながら、所望範囲ｔの溶接ビード５６を形成可能な位置まで供給して、溶接を行うので、本実施例のように、リングギヤ１０とデフケース３０とを溶接で接合する場合等では、図８に示すように、隙間２５の距離ｘを０．４ｍｍ以上とすることで、リングギヤ１０のギヤ接合部１１がデフケース３０のケース接合部３１に拘束されず、リングギヤ１０とデフケース３０とが突っ張った状態になることを阻止することができる。
【００８１】
その一方、隙間２５の距離ｘを溶接ワイヤ６０のワイヤ径ΦＤに相当する大きさ以下にすることで、溝２７がケース側溶接面３２に凹設されている場合でも、隙間２５に挿入された溶接ワイヤ６０の先端部が、溝２７に入ることなく、ギヤ側溶接面１２とケース側溶接面３２とに倣い、溶接ビード５６を形成する所望位置ｔまで供給できるようになる。
よって、溶接ワイヤ６０が、溶接ビード５６を形成する所望位置ｔまで供給できるようになったことにより、リングギヤ１０のギヤ接合部１１とデフケース３０のケース接合部３１との間で溶接ビード５６がより確実に形成され、リングギヤ１０とデフケース３０とが、適切な状態で溶接されて接合できる。
〔第１変形例〕
【００８２】
次に、前述した第１実施例の第１変形例に係る溶接構造について、図９を用いて説明する。図９は、図３と同様の図であり、第１変形例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造についての説明図である。
本変形例に係るリングギヤ１１０のギヤ接合部１１１とデフケース１３０のケース接合部１３１との溶接構造では、軸方向ＡＸ一方側（図９中、右側）のギヤ側第１溶接面１１２ａ、その他方側（図９中、左側）のギヤ側第２溶接面１１２ｂ、及びギヤ側嵌合面１１３は、軸方向ＡＸに沿って水平で、段差のない同じ平面状に形成されている。
また、ケース接合部１３１では、ケース側嵌合面１３３を挟む軸方向ＡＸ両側に位置するケース側第１溶接面１３２ａ、及びケース側第２溶接面１３２ｂは、ケース側嵌合面１３３に対し、段差ｘ（０＜ｘ）を設けて形成されている。
【００８３】
ギヤ側第１溶接面１１２ａとケース側第１溶接面１３２ａとの間、及びギヤ側第２溶接面１１２ｂとケース側第２溶接面１３２ｂとの間には、それぞれ隙間１２５，１２５が、軸心ＣＬを中心とする周方向ＣＲ（図１参照）に形成されている。
リングギヤ１１０とデフケース１３０とは、ギヤ接合部１１１のギヤ側嵌合面１１３とケース接合部１３１のケース側嵌合面１３３との間の圧入部１２０で圧入されている。また、リングギヤ１１０とデフケース１３０とは、ギヤ側第１溶接面１１２ａとケース側第１溶接面１３２ａとの隙間１２５を溶接した第１溶接部１５１と、ギヤ側第２溶接面１１２ｂとケース側第２溶接面１３２ｂとの隙間１２５を溶接した第２溶接部１５２とにより接合されて固定されている。
〔第２変形例〕
【００８４】
次に、前述した第１実施例の第２変形例に係る溶接構造について、図１０を用いて説明する。図１０は、図３と同様の図であり、第２変形例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造についての説明図である。
本変形例に係るリングギヤ２１０のギヤ接合部２１１とデフケース２３０のケース接合部２３１との溶接構造では、第１実施例と同様、ギヤ側第１溶接面２１２ａ及びギヤ側第２溶接面２１２ｂは、ギヤ側嵌合面２１３に対し、径方向ＲＤに距離ｘ（０＜ｘ）の段差を設け、軸心ＣＬを中心とする周方向ＣＲ（図１参照）に形成されている。
【００８５】
また、ケース接合部２３１では、ケース側嵌合面２３３を挟む軸方向ＡＸ両側に位置するケース側第１溶接面２３２ａ、及びケース側第２溶接面２３２ｂは、ケース側嵌合面２３３と段差のない同じ平面状に形成されている。また、空洞部２２８が、ケース側嵌合面２３３の一部分で複数個所に凹設された溝２２７によって形成されている。
【００８６】
ギヤ側第１溶接面２１２ａとケース側第１溶接面２３２ａとの間、及びギヤ側第２溶接面２１２ｂとケース側第２溶接面２３２ｂとの間には、隙間２２５，２２５がそれぞれ形成されている。
リングギヤ２１０とデフケース２３０とは、ギヤ接合部２１１のギヤ側嵌合面２１３とケース接合部２３１のケース側嵌合面２３３との間の圧入部２２０で圧入されている。また、リングギヤ２１０とデフケース２３０とは、ギヤ側第１溶接面２１２ａとケース側第１溶接面２３２ａとの隙間２２５を溶接した第１溶接部２５１と、ギヤ側第２溶接面２１２ｂとケース側第２溶接面２３２ｂとの隙間２２５を溶接した第２溶接部２５２とにより接合されて固定されている。
【００８７】
これまで、本発明に係る溶接構造について、実施形態の第１実施例、及びその第１，第２変形例を挙げて説明したが、本発明に係る溶接構造は、これらのほかにも考えられる。
そこで、以下、第２実施例とその変形例である第３，第４変形例、及び第３実施例に係る溶接構造について説明する。第２実施例、第３，第４変形例、及び第３実施例は、第１実施例と同様、何れもリングギヤとデフケースとを溶接で接合する場合である。
〔第２実施例〕
【００８８】
はじめに、第２実施例に係る溶接構造について、図１１を用いて説明する。図１１は、図３と同様の図であり、第２実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造についての説明図である。
第２実施例は、リングギヤのギヤ接合部及びデフケースのケース接合部の形状、溶接ビードと隣接する空洞の有無等の点で、前述した第１実施例等と異なるが、それ以外の部分は、第１実施例と同様である。
従って、第２実施例は、第１実施例とは異なる部分を中心に説明し、第１実施例と共通する部分やその他についての説明を簡略または省略する。
【００８９】
本実施例に係るリングギヤ３１０のギヤ接合部３１１とデフケース３３０のケース接合部３３１との溶接構造では、軸方向ＡＸ一方側（図１１中、右側）のギヤ側第１溶接面３１２ａ、その他方側（図１１中、左側）のギヤ側第２溶接面３１２ｂ、及び軸方向ＡＸ中央に位置するギヤ側嵌合面３１３は、軸方向ＡＸに沿って水平に形成されている。ギヤ側第１溶接面３１２ａは、ギヤ側嵌合面３１３に対し、径方向ＲＤ径外側に距離ｘ（０＜ｘ）の段差を設け、軸心ＣＬを中心とする周方向ＣＲ（図１参照）に形成されている。ギヤ側第２溶接面３１２ｂは、ギヤ側第１溶接面３１２ａよりさらに径方向ＲＤ径外側の位置に配置されている。
【００９０】
一方、ケース接合部３３１では、ケース側嵌合面３３３を挟む軸方向ＡＸ両側に位置するケース側第１溶接面３３２ａ、ケース側第２溶接面３３２ｂ、及びギヤ側嵌合面３１３は、軸方向ＡＸに沿って水平に形成されている。ケース側第１溶接面３３２ａは、ギヤ側嵌合面３１３と段差のない同じ平面状に形成されている。ケース側第２溶接面３３２ｂは、ケース側第１溶接面３３２ａ及びギヤ側嵌合面３１３に対し、径方向ＲＤ径外側の位置に配置されている。
【００９１】
ギヤ側第１溶接面３１２ａとケース側第１溶接面３３２ａとの間、及びギヤ側第２溶接面３１２ｂとケース側第２溶接面３３２ｂとの間には、所定距離ｘの隙間３２５，３２５がそれぞれ形成されている。ギヤ側第１溶接面３１２ａとケース側第１溶接面３３２ａとの隙間３２５を溶接した第１溶接部３５１と、ギヤ側第２溶接面３１２ｂとケース側第２溶接面３３２ｂとの隙間３２５を溶接した第２溶接部３５２とは、径方向ＲＤに径差を有して形成されている。
リングギヤ３１０とデフケース３３０とは、ギヤ接合部３１１のギヤ側嵌合面３１３とケース接合部３３１のケース側嵌合面３３３との間の圧入部３２０で圧入されていると共に、第１溶接部３５１と第２溶接部３５２とにより接合されて固定されている。
【００９２】
次に、前述した構成を有する本実施例に係る溶接構造の作用・効果について、説明する。
本実施例に係る溶接構造では、ギヤ接合部３１１を有し、ギヤ部３１０Ｔで図示しないピニオンギヤと噛合って動力を伝達する機能を発揮させるリングギヤ３１０と、ギヤ接合部３１１と接合するケース接合部３３１を有するデフケース３３０とを備え、ギヤ接合部３１１とケース接合部３３１とを圧入で嵌合させる圧入部３２０と共に、ギヤ接合部３１１の溶接面であるギヤ側第１溶接面３１２ａ，ギヤ側第２溶接面３１２ｂと、ケース接合部３３１の溶接面であるケース側第１溶接面３３２ａ，ケース側第２溶接面３３２ｂとの間で溶接される第１溶接部３５１，第２溶接部３５２により、リングギヤ３１０とデフケース３３０とが接合する溶接構造において、ギヤ接合部３１１とケース接合部３３１とが配列された方向を第１方向ＲＤ（径方向ＲＤ）とし、第１方向ＲＤと直交する方向を第２方向ＡＸ（軸方向ＡＸ）とすると、第１，第２溶接部３５１，３５２が、軸方向ＡＸに対し、圧入部３２０を挟んだ両側に少なくとも設けられていること、溶接前の状態では、所定距離ｘで離間する隙間３２５，３２５が、ギヤ側第１溶接面３１２ａとケース側第１溶接面３３２ａとの間、及びギヤ側第２溶接面３１２ｂとケース側第２溶接面３３２ｂとの間に形成されているので、前述した第１実施例と同様、リングギヤ３１０のギヤ接合部３１１とデフケース３３０のケース接合部３３１との第１，第２溶接部３５１，３５２に対し、溶接強度および溶接品質の向上を図ることができる、という優れた効果を奏する。
【００９３】
また、本実施例に係る溶接構造では、溶接部のうち、軸方向ＡＸ一方側の第１溶接部３５１と、軸方向ＡＸ他方側の第２溶接部３５２とは、径方向ＲＤに径差を有して形成されているので、例えば、仮に第１溶接部３５１と第２溶接部３５２が破断した場合であっても、それぞれ径方向ＲＤに径差があるケース接合部３３１とケース接合部３３１とが、軸方向ＡＸに引っ掛かって外れないため、デフケース３３０からリングギヤ１０の抜けが防止できる。
【００９４】
また、本実施例に係る溶接構造では、溶接部のうち、少なくとも片側の溶接部（本実施例では、両側の第１溶接部３５１及び第２溶接部３５２）では、ギヤ側第１溶接面３１２ａとケース側第１溶接面３３２ａとが、ギヤ側第２溶接面３１２ｂとケース側第２溶接面３３２ｂとが何れも、軸方向ＡＸに沿って水平に形成されているので、リングギヤ３１０のギヤ部３１０Ｔとその相手方のピニオンギヤ（図示せず）との噛合い時に、第１溶接部３５１及び第２溶接部３５２において、リングギヤ３１０の軸心ＣＬが反る方向への曲げ応力を小さく抑制することができる。
〔第３変形例〕
【００９５】
次に、前述した第２実施例の変形例として、第３変形例に係る溶接構造について、図１３を用いて説明する。図１２は、図３と同様の図であり、第３変形例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造についての説明図である。
本変形例に係るリングギヤ４１０のギヤ接合部４１１とデフケース４３０のケース接合部４３１との溶接構造では、軸方向ＡＸ一方側（図１２中、右側）のギヤ側第１溶接面４１２ａ、その他方側（図１２中、左側）のギヤ側第２溶接面４１２ｂ、及び軸方向ＡＸ中央に位置するギヤ側嵌合面４１３は、軸方向ＡＸに沿って水平に形成されている。ギヤ側第２溶接面４１２ｂは、ギヤ側嵌合面４１３に対し、径方向ＲＤ径外側に距離ｘ（０＜ｘ）の段差を設け、軸心ＣＬを中心とする周方向ＣＲ（図１参照）に形成されている。ギヤ側第１溶接面４１２ａは、ギヤ側嵌合面４１３より径方向ＲＤ径内側の位置に配置され、軸心ＣＬを中心とする周方向ＣＲ（図１参照）に形成されている。
【００９６】
一方、ケース接合部４３１では、ケース側嵌合面４３３を挟む軸方向ＡＸ両側に位置するケース側第１溶接面４３２ａ、ケース側第２溶接面４３２ｂ、及びギヤ側嵌合面４１３は、軸方向ＡＸに沿って水平に形成されている。ケース側第２溶接面４３２ｂは、ギヤ側嵌合面４１３と段差のない同じ平面状に形成されている。ケース側第１溶接面４３２ａは、ケース側第２溶接面４３２ｂ及びギヤ側嵌合面４１３に対し、径方向ＲＤ径内側の位置に配置されている。
【００９７】
ギヤ側第１溶接面４１２ａとケース側第１溶接面４３２ａとの間、及びギヤ側第２溶接面４１２ｂとケース側第２溶接面４３２ｂとの間には、所定距離ｘの隙間４２５，４２５がそれぞれ形成されている。ギヤ側第１溶接面４１２ａとケース側第１溶接面４３２ａとの隙間４２５を溶接した第１溶接部４５１と、ギヤ側第２溶接面４１２ｂとケース側第２溶接面４３２ｂとの隙間４２５を溶接した第２溶接部４５２とは、径方向ＲＤに径差を有して形成されている。
リングギヤ４１０とデフケース４３０とは、ギヤ接合部４１１のギヤ側嵌合面４１３とケース接合部４３１のケース側嵌合面４３３との間の圧入部４２０で圧入されていると共に、第１溶接部４５１と第２溶接部４５２とにより接合されて固定されている。
〔第４変形例〕
【００９８】
次に、前述した第２実施例の変形例として、第３変形例とは別の第４変形例に係る溶接構造について、図１３を用いて説明する。図１３は、図３と同様の図であり、第４変形例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造についての説明図である。
本変形例に係るリングギヤ５１０のギヤ接合部５１１とデフケース５３０のケース接合部５３１との溶接構造では、軸方向ＡＸ一方側（図１３中、右側）のギヤ側第１溶接面５１２ａ、その他方側（図１３中、左側）のギヤ側第２溶接面５１２ｂ、及びギヤ側嵌合面５１３は、軸方向ＡＸに沿って水平に形成されている。ギヤ側第１溶接面５１２ａとギヤ側嵌合面５１３とは、段差のない同じ平面状に形成されている。ギヤ側第１溶接面５１２ａは、ギヤ側嵌合面５１３に対し、径方向ＲＤ径外側に距離ｘ（０＜ｘ）の段差を設け、軸心ＣＬを中心とする周方向ＣＲ（図１参照）に形成されている。ギヤ側第２溶接面５１２ｂは、ギヤ側第１溶接面５１２ａ、ギヤ側嵌合面５１３よりさらに径方向ＲＤ径外側の位置に配置されている。
【００９９】
一方、ケース接合部５３１では、ケース側嵌合面５３３を挟む軸方向ＡＸ両側に位置するケース側第１溶接面５３２ａ、ケース側第２溶接面５３２ｂ、及びギヤ側嵌合面５１３は、軸方向ＡＸに沿って水平に形成されている。ケース側第１溶接面５３２ａは、ギヤ側嵌合面５１３に対し、段差ｘ（０＜ｘ）を設けて形成され、ケース側第２溶接面５３２ｂは、ギヤ側嵌合面５１３に対し、径方向ＲＤ径外側の位置に配置されている。ケース側第１溶接面５３２ａとケース側第２溶接面５３２ｂとは、軸心ＣＬを中心とする周方向ＣＲ（図１参照）に形成されている。
【０１００】
ギヤ側第１溶接面５１２ａとケース側第１溶接面５３２ａとの間、及びギヤ側第２溶接面５１２ｂとケース側第２溶接面５３２ｂとの間には、所定距離ｘの隙間５２５，５２５がそれぞれ形成されている。ギヤ側第１溶接面５１２ａとケース側第１溶接面５３２ａとの隙間５２５を溶接した第１溶接部５５１と、ギヤ側第２溶接面５１２ｂとケース側第２溶接面５３２ｂとの隙間５２５を溶接した第２溶接部５５２とは、径方向ＲＤに径差を有して形成されている。
リングギヤ５１０とデフケース５３０とは、ギヤ接合部５１１のギヤ側嵌合面５１３とケース接合部５３１のケース側嵌合面５３３との間の圧入部５２０で圧入されていると共に、第１溶接部５５１と第２溶接部５５２とにより接合されて固定されている。
〔第３実施例〕
【０１０１】
次に、第３実施例に係る溶接構造について、図１４を用いて説明する。図１４は、図３と同様の図であり、第３実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造についての説明図である。
第３実施例は、第２溶接部の向きや、圧入部を２箇所に設けている等の点で、前述した第１，第２実施例等と異なるが、それ以外の部分は、第１実施例等と同様である。
従って、第３実施例は、第１実施例等とは異なる部分を中心に説明し、第１実施例等と共通する部分やその他についての説明を簡略または省略する。
【０１０２】
本実施例に係るリングギヤ６１０のギヤ接合部６１１とデフケース６３０のケース接合部６３１との溶接構造では、軸方向ＡＸ一方側（図１４中、右側）のギヤ側第１溶接面６１２ａと、軸方向ＡＸ中央に位置するギヤ側嵌合面６１３（ギヤ側第１嵌合面６１３ａ，ギヤ側第２嵌合面６１３ｂ）とは、軸方向ＡＸに沿って水平に形成されている。ギヤ側第１嵌合面６１３ａとギヤ側第２嵌合面６１３ｂとは、径方向ＲＤに対し径差を設けて配置されている。ギヤ側第１溶接面６１２ａは、ギヤ側第１嵌合面６１３ａに対し、径方向ＲＤ径外側に距離ｘ（０＜ｘ）の段差を設け、軸心ＣＬを中心とする周方向ＣＲ（図１参照）に形成されている。軸方向ＡＸ他方側（図１４中、左側）のギヤ側第２溶接面６１２ｂは、ギヤ側第２嵌合面６１３ｂに接続し、軸方向ＡＸに対し、角度θ（θ＜９０°）に傾斜した面となっている。
【０１０３】
一方、ケース接合部６３１では、軸方向ＡＸ一方側のケース側第１溶接面６３２ａと、軸方向ＡＸ中央に位置するケース側嵌合面６３３（ケース側第１嵌合面６３３ａ，ケース側第２嵌合面６３３ｂ）とは、軸方向ＡＸに沿って水平に形成されている。ケース側第１嵌合面６３３ａとケース側第２嵌合面６３３ｂとは、径方向ＲＤに対し径差を設けて配置されている。ケース側第１溶接面６３２ａは、ケース側第１嵌合面６３３ａと段差のない同じ平面状に形成されている。軸方向ＡＸ他方側のケース側第２溶接面６３２ｂは、ケース側第２嵌合面６３３ｂに接続し、軸方向ＡＸに対し、角度θ（θ＜９０°）に傾斜した面となっている。
【０１０４】
ギヤ側第１溶接面６１２ａとケース側第１溶接面６３２ａとの間、及びギヤ側第２溶接面６１２ｂとケース側第２溶接面６３２ｂとの間には、所定距離ｘの隙間６２５，６２５がそれぞれ形成されている。
溶接前には、リングギヤ６１０とデフケース６３０とは、ギヤ側第１嵌合面６１３ａとケース側第１嵌合面６３３との間の第１圧入部６２０ａ（圧入部６２０）、及びギヤ側第２嵌合面６１３ｂとケース側第２嵌合面６３３ｂとの間の第２圧入部６２０ｂ（圧入部６２０）で圧入されている。溶接後、ギヤ側第１溶接面６１２ａとケース側第１溶接面６３２ａとの隙間６２５を溶接した第１溶接部６５１と、ギヤ側第２溶接面６１２ｂとケース側第２溶接面６３２ｂとの隙間６２５を溶接した第２溶接部６５２とは、径方向ＲＤに径差を有して形成されている。
リングギヤ６１０とデフケース６３０とは、ギヤ接合部６１１とケース接合部３３１とを圧入で嵌合させた圧入部６２０で接続すると共に、第１溶接部６５１と第２溶接部６５２とにより接合されて固定されている。
【０１０５】
次に、前述した構成を有する本実施例に係る溶接構造の作用・効果について、説明する。
本実施例に係る溶接構造では、ギヤ接合部６１１を有し、ギヤ部６１０Ｔで図示しないピニオンギヤと噛合って動力を伝達する機能を発揮させるリングギヤ６１０と、ギヤ接合部６１１と接合するケース接合部６３１を有するデフケース６３０とを備え、ギヤ接合部６１１とケース接合部６３１とを圧入で嵌合させる圧入部６２０と共に、ギヤ接合部６１１の溶接面であるギヤ側第１溶接面６１２ａ，ギヤ側第２溶接面６１２ｂと、ケース接合部６３１の溶接面であるケース側第１溶接面６３２ａ，ケース側第２溶接面６３２ｂとの間で溶接される第１溶接部６５１，第２溶接部６５２により、リングギヤ６１０とデフケース６３０とが接合する溶接構造において、ギヤ接合部６１１とケース接合部６３１とが配列された方向を第１方向ＲＤ（径方向ＲＤ）とし、第１方向ＲＤと直交する方向を第２方向ＡＸ（軸方向ＡＸ）とすると、第１，第２溶接部６５１，６５２が、軸方向ＡＸに対し、圧入部６２０を挟んだ両側に少なくとも設けられていること、溶接前の状態では、所定距離ｘで離間する隙間６２５，６２５が、ギヤ側第１溶接面６１２ａとケース側第１溶接面６３２ａとの間、及びギヤ側第２溶接面６１２ｂとケース側第２溶接面６３２ｂとの間に形成されているので、前述した第１，第２実施例と同様、リングギヤ６１０のギヤ接合部６１１とデフケース６３０のケース接合部６３１との第１，第２溶接部６５１，６５２に対し、溶接強度および溶接品質の向上を図ることができる、という優れた効果を奏する。
【０１０６】
また、本実施例に係る溶接構造では、溶接部のうち、軸方向ＡＸ一方側の第１溶接部６５１と、軸方向ＡＸ他方側の第２溶接部６５２とは、径方向ＲＤに径差を有して形成されているので、例えば、仮に第１溶接部６５１と第２溶接部６５２が破断した場合であっても、それぞれ径方向ＲＤに径差があるギヤ接合部６１１とケース接合部６３１とが、軸方向ＡＸに引っ掛かって外れないため、デフケース６３０からリングギヤ６１０の抜けが防止できる。
【０１０７】
また、本実施例に係る溶接構造では、溶接部のうち、軸方向ＡＸ一方側の第１溶接部６５１では、ギヤ側第１溶接面６１２ａとケース側第１溶接面６３２ａとが、軸方向ＡＸに沿って水平に形成されているので、リングギヤ６１０のギヤ部６１０Ｔとその相手方ギヤとの噛合い時に、第１溶接部６５１において、リングギヤ６１０の軸心ＣＬが反る方向への曲げ応力を小さく抑制することができる。
【０１０８】
また、本実施例に係る溶接構造では、溶接部のうち、軸方向ＡＸ他方側の第２溶接部６５２では、ギヤ側第２溶接面６１２ｂとケース側第２溶接面６３２ｂとが、軸方向ＡＸに対し、角度θ（θ＜９０°）に傾斜して形成されているので、リングギヤ６１０のギヤ部６１０Ｔとその相手方ギヤとの噛合い時に、第２溶接部６５２において、リングギヤ６１０の軸心ＣＬが反る方向への曲げ応力を小さくしつつ、リングギヤ６１０がデフケース６３０に対し、第１方向ＲＤ(径方向ＲＤ）の径内側に安定して固定することができる。
【０１０９】
特に上記角度がθ＝４５°の場合には、ギヤ部６１０Ｔにおけるピッチ円径上付近の噛合い位置で、リングギヤ６１０と相手方ギヤとの噛合いによる外力が、ギヤ部６１０Ｔの軸方向ＡＸに作用したとき、第２溶接部６５２には、この外力における軸方向ＡＸの成分と、径方向ＲＤ径内側の成分とが、同じ大きさになる。そのため、リングギヤ６１０が、デフケース６３０に対して最も安定した状態で固定され、第２溶接部６５２に無理な応力もかからない。
【０１１０】
また、本実施例に係る溶接構造では、第１圧入部６２０ａ、第２圧入部６２０ｂ（圧入部６２０）は、径方向ＲＤに径差を有して形成されているので、溶接後、リングギヤ６１０が、熱変形により、軸方向ＡＸに対し、圧入部６２０を中心に左右（参照する図８中、矢印Ｐ及び矢印Ｑの向き）に倒れるのを抑制することができる。
【０１１１】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できる。
例えば、本実施形態の第１実施例では、第１溶接部５１と第２溶接部５２との溶接順序として、軸方向ＡＸ一方側を先に溶接して第１溶接部５１を形成した後、その他方側を後に溶接して第２溶接部５２を形成した。
しかしながら、圧入部を挟む第２方向両側の溶接部を形成する順序は、本実施形態に限定されるものでなく、例えば、本実施形態の第１溶接部５１と第２溶接部５２とについて、先に第２溶接部５２を形成した後、第１溶接部５１を形成する場合のほか、第１溶接部５１と第２溶接部５２とを同時に形成する場合等、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５３０，６３０  リングギヤ（機能部材）
１１，１１１，２１１，３１１，４１１，５３１，６３１  ギヤ接合部（機能部材接合部）
１２  ギヤ側溶接面（機能部材側溶接面）
１３  ギヤ側嵌合面（機能部材側嵌合面）
２０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０  圧入部
２５，１２５，２２５，３２５，４２５，５２５，６２５  隙間
２８  空洞部
３０，１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０  デフケース（ケース）
３１，１３１，２３１，３３１，４３１，５３１，６３１  ケース接合部
３２，１３２，２３２，３３２，４３２，５３２，６３２  ケース側溶接面
５０  溶接部
５１，１５１，２５１，３５１，４５１，５５１，６５１  第１溶接部
５２，１５２，２５２，３５２，４５２，５５２，６５２  第２溶接部
５６  溶接ビード
６０  溶接ワイヤ
ＲＤ  第１方向（径方向）
ＡＸ  第２方向（軸方向）
ＣＲ  周方向
ＣＬ  軸心（第２方向に沿う軸）
Ｐ  溶接ビードの所望範囲
ｘ  （隙間の）所定距離
ΦＤ  ワイヤ径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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